Тема 1.1.6. Звуковые волны. Ультразвук. Его использование в технике и в медицине

Лекция № 7

Длину нитяного маятника уменьшили. Его частота...

Длину нитяного маятника уменьшил. Его период...

Вынужденные колебания могут совершаться...

1.в колебательной системе

2.в не колебательной системе

3.и в колебательной системе и в не колебательной системе

4.в любой системе тел в которой действует внешняя периодичная сила

6.Какие характеристики свободных колебаний остаются неизменными в процессе колебании?

1. Только период.

2.Только частота.

3. Только амплитуда

4. Период, частота

7.Почему маятник, пройдя положение равновесия, продолжает своё движение?

1. По инерции.

2. Под действием силы тяжести.

3. Под действием силы упругости.

4. Под действием равнодействующей силы.

8.Нитяной маятник толкнули из положения равновесия. Какие превращения энергии произошли в нем за четверть периода?

1.Кинетическая энергия превращается в потенциальную.

2.Потенциальная энергия превращается в кинетическую.

3.Потенциальная - в кинетическую, а кинетическая - в потенциальную.

4.Механическая энергия превращается во внутреннюю

1.увеличился

2.уменьшился

3.не изменился

4.определить невозможно

1.увеличилась

2.уменьшилась

3.не изменилась

4.определить невозможно

11.Выберите свойства, относящиеся к поперечным волнам:

1.эти волны могут распространяться только в твердых телах

2.эти волны могут распространяться только в газах и жидкостях

3.эти волны могут распространяться в газах, жидкостях и твердых телах

4.эти волны возникают при деформации сжатия и разряжения

12.Какие волны не относятся к поперечным волнам?

1.Звук.

2.Волны на поверхности воды.

3.Все выше названные.

4.Свет.

13.Что называют длиной волны?

1.Расстояние, проходимое волной за половину периода.

2.Расстояние, проходимое волной за один период.

3.Расстояние, проходимое волной за определенное время.

4.Расстояние, проходимое волной за четверть периода.

14.От чего зависит высота тона звука?

1.От частоты звука

2.От амплитуды

3.От среды, в которой распространяется звук

4.От громкости звука

15.Инфразвуковые волны-это... *

1.поперечные волны с частотой меньше 20 Ец

2.поперечные волны с частотой больше 20 Ец

3.продольные волны с частотой меньше 20 Ец

4.продольные волны с частотой больше 20 Гц

План:

1) Звуковые волны;

2) Звук в различных средах;

3) Инфразвук и ультразвук. Их характеристика;

4) Использование ультразвука в медицине и в технике.

Мир, окружающий нас, можно назвать миром звуков. Звучат вокруг нас голоса людей музыка, шум ветра и щебет птиц, рокот моторов и шелест листвы. С помощью речи люди общаются, с помощью слуха получают информацию об окружающем мире. Не меньшее значение звук имеет для животных. Сточки зрения физики звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т.д.

Способность человека воспринимать упругие колебания, слушать их отразились в названии учения о звуке – акустика. Вообще человеческое ухо слышит звук только тогда, когда на слуховой аппарат уха действуют механические колебания с частотой не меньше 16 Гц и не выше 20 Гц.

Колебания же с более низкими или с более высокими частотами для человеческого уха неслышимы.

Определение. Упругие волны, вызывающие слуховые ощущения, называются звуковыми волнами или просто звуком. Упругие волны с частотой v меньше 16Гц называются инфразвуком, а волны с частотой v больше 20 Гц называется ультразвуком. Любое тело (твердое, жидкое или газовое), колеблющееся со звуковой частотой создает в окружающей среде звуковую волну. В газах и жидкостях звуковые волны распространяются в виде продольных волн сжатия и разряжения. Сжатие и разряжение среды возникающие вследствие колебаний источника звука(струны, ножик камертона, голосовых вязок и т.д.), через некоторое время достигают человеческого уха и, заставляя барабанную перепонку уха совершать вынужденные колебания, вызывает у человека определенные слуховые ощущения. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как нечему колебаться.

2. Звук в газах. Известно, что во время грозы мы с начала видим вспышкумолнии и лишь, затем слышим раскаты грома. Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света. Скорость звука зависит от температуры среды. С увеличением она возрастает, а с уменьшением убывает. Скорость звука не зависит от плотности газа, в котором этот звук распространяется. Однако она зависит от массы его молекул.

3. Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости в газах. В жидкостях скорость звука уменьшается с ростом температуры. Вода является исключением из этого правила. В ней скорость звука увеличивается с ростом температуры и достигает максимума при температуре 74 градусов, а при дальнейшем увеличении температуры она уменьшается.

4. звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах еще больше, чем в жидких. Только здесь следует учитывать, что в твердых телах могут распространяться как продольные звуковые волны, так и поперечные. Помимо слышимых звуков в земной коре распространяются и инфразвуковые волны, которые человеческое ухо уже не воспринимает. Такие волны могут возникать при землетрясениях. Мощные инфразвуковые волны, распространяющиеся как в земле, так и в воздухе, возникают также при извержении вулкана и взрывах атомных бомб. Источником инфразвуков могут служить орудийные выстрелы, ветер, работающие двигатели реактивных самолетов и т.д.

Ультразвук тоже не воспринимается человеческим ухом. Однако его способны излучать и улавливать некоторые животные, например летучие мыши и дельфины. В технике для получения ультразвука используют специальное устройство

3. Громкость звука определяется его амплитудой: чем больше амплитуда колебанию в звуковой волне, тем громче звук. Громкость звука зависит от того, на сколько чувствительно наше ухо к данному звуку. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает к звуковым волнам с частотой 1-5кГц.

Высота звука определяется его частотой: чем больше частота колебаний в звуковой волне, тем выше звук; колебаниям не большой частоты соответствуют низкие звуки.

4. Использование ультразвука в технике и медицине. Ультразвук находит широкое применение в науке и технике, где его получают с помощью различных механических (например,сирена) электромеханических устройств. Источники ультразвука устанавливают на кораблях и подводных лодках. Посылая короткие импульсы ультразвуковых волн, можно уловить их отражение от дна или каких либо других предметов. В промышленности по отражению ультразвука от трещин в металлических отливах судят о дефектах в изделиях. Ультразвуки дробят жидкие и твердые вещества, образую различные эмульсии и суспензии.

Контрольные вопросы:

1. Что называют звуком?

2. В каких диапазонах человеческое ухо воспринимает звук?

3. Как распространяются звук в глазах

4. Как меняется скорость звука в жидкости?

5. Дайте характеристики скорости звука в твердых телах?

6. Что такое инфра- и ультразвук?

Дата добавления: 2017-01-14